基于水平线插值的图像修复算法

讨论用水平线插值的方法进行图像修复。先讨论了基于Euler弹性的图像水平线模型,并用这个模型作为图像水平线的局部插值核。其次用星型插值的方法,从破损区域边界处出发,由外向内、一环一环地对水平线进行插值,把水平线逐步地延伸进去,让修复区域逐步缝合起来。该文的算法速度快,能保持强边缘,而且结构更合理,重构的水平线不再只是直线,而是光滑曲线。     

基于水平线插值的图像修复算法

介绍用水平线插值的方法进行图像修复。讨论了基于Euler弹性的图像水平线模型，并用这个模型作为图像水平线的局部插值核。其次用星型插值的方法，从破损区域边界处出发，由外向内、一环一环地对水平线进行插值，把水平线逐步地延伸进去，让修复区域逐步缝合起来。该文的算法速度快，能保持强边缘，而且结构更合理，重构的水平线不再只是直线，而是光滑曲线。     

自适应图像插值改进算法

Hao-Cecilia图像插值算法能消除边缘锯齿,但只能进行2倍插值。针对该问题,提出一种改进的线性图像插值方法。对图像插值变分正则化约束的欧拉方程用泰勒展开式进行离散化,使插值沿着图像水平线方向进行,消除插值图像边缘的锯齿现象并抑制模糊。实验结果显示,该算法能产生良好的视觉效果,使客观评价指标(峰值信噪比)得到较大提高。     

基于各向异性插值模型的快速图像修复方法*

基于偏微分方程的图像修复算法运行缓慢,且无法恢复纹理细节,实用性较差。基于地统计学思想,提出一种简单有效的基于各向异性插值模型的图像修复方法。实验表明该方法具有计算复杂度低和能够恢复图像纹理细节的优点,对于图像小区域划痕具有很好的修复效果,具有较高的实用价值。     

基于视觉感知的图像放大

为了有效保持图像纹理细节和边界结构,提出了一种基于视觉感知的图像放大算法。构造了一类[C2]连续的双变量有理函数插值模型。根据等值线生成原理,利用等值线方法将图像自适应地划分为边缘区域和平滑区域。基于图像的区域特征,平滑区域采用多项式模型插值,边缘区域采用有理模型插值。根据人眼对比敏感特性,对边缘区域进行参数优化,从而获得高质量插值图像。与其他经典的图像放大方法相比,该方法能有效保持图像的纹理细节和边缘结构,同时获得了较好的客观评价数据。     

扫描文档图像中圆孔噪声的快速检测与清除

提出一种快速检测和清除扫描文档图像中存在的一类特殊圆孔噪声的算法.通过适当地缩小原始图像,可以快速准确地定位图像中的圆孔.为减少误检,利用Hough变换对粗定位区域进行圆检测来验证噪声.最后,通过构造插值于边界线的Coons曲面方法修复噪声区域.实验结果表明:文中算法具有较强的鲁棒性,采用构造插值曲面修复噪声区域的方法是可行的;该算法的平均运行时间远少于正常扫描时间,适用于图像的实时处理.     

四叉树分解的图像插值

如何在图像插值的同时较好地保持图像的结构信息一直是图像插值的一个难点,提出了一种基于四叉树分解的图像插值方法,基本思想是：用四叉树分解将原始图像划分为一些像素值相近的子块,当分解区域为1×1,用最邻近插值方法,分解区域为2×2时,用双线性方法插值,其余情况用双立方插值扩充子块,再将扩充后的子块映射到输出图像。实验结果表明该方法能较好地保持图像的边缘,同时具有较高的效率,可以应用到图像、视频及医学图像的放大。     

基于克里金插值法的图像修复

为了提高油画图像修复的效果,将克里金插值法应用于数字彩色油画图像修复中,把图像的颜色值看作规则采样点上的高度场,将二维图像修复问题转化为空间位置点的插值重建问题.实验结果表明,采用文中方法进行油画图像修复优于已有方法,能正确、稳定地处理各种破损区域,并获得良好的修复效果.     

一种基于整体变分的图像修补算法及其应用

针对污损数字图像修复这一问题,重点考虑了图像的两个重要特征：梯度和等照度线的曲率,探讨了两者对图像修补效果及速度的影响。从而将两者同时纳入图像修补模型,提出了一种新的基于整体变分的图像修补算法。实验表明,相比于CDD算法,该算法能够在短时间内较好地修复污损区域,且能将断裂的水平线连接得更为光滑、自然。     

基于形状的三维图像匹配插值方法

现有的插值方法在进行断层图像插值时,要么不能兼顾灰度和形状的变化,要么计算量太大。为解决这一问题,文中提出一种基于形状的三维图像匹配插值算法。通过对已知两幅断层图像进行门限分割,得到各个密度物质的区域后,利用数学形态学的方法确定出插值图像每个分割区域的轮廓,然后在每个轮廓内运用匹配插值方法得到插值点的值,从而得到整个插值图像。新算法将图像的形状信息和灰度信息较好地结合起来,因此,插值出的图像不仅克服了不同密度物质边界模糊问题,而且也克服了传统的基于形状插值方法的缺点。与线性插值相比,新算法插值出的图像视觉效果好;与小波插值相比,新算法的计算量极大地减少。插值结果可有效地应用于构建三维体模型。     

基于FPGA的图像输入缓存机制研究

一些简单的图像处理算法如边缘检测,平滑滤波和线性插值等都是针对输入图像若干象素临域进行计算。在FPGA中实现此类算法需要首先构造输入图像临域,根据临域大小预取若干行输入图像象素数据存入片内存储器中。本文讨论独立于计算过程的两级图像输入缓存的设计机制,该机制可用于任意的需要按行序构造输入图像临域的图像处理算法之中。     

遥感图像中的黄河主溜线高效提取方法

黄河主溜线的趋向直接影响黄河的防洪决策与规划,而现有的主溜线演进方法需判断每一步河流方向。提出一种河流直向化的预处理方法,利用光谱相似性原理提取河流域,然后轮廓跟踪河流域外边界,对边界内的河流域通过线性插值的方式进行直向化处理;动态演进直向河流的主溜线,随后将其逆映射回原图像,获得原图像中河流域的主溜线。结果表明,运用直向化预处理方法提取主溜线,在没有降低误差精度的基础上,避免了频繁地检测河流走向,简化了主溜线的演进模型。     

离焦模糊图像模糊半径检测的新方法

针对离焦模糊图像盲复原中模糊半径难以快速精确检测的问题,提出了局部熵和直方图统计相结合的算法。首先对模糊图像进行局部熵滤波提取图像的灰度变化信息量,利用Canny边缘算子和Hough变换检测出离焦图像的直线边缘;然后利用相互平行直线边缘区域内的直方图统计特性和Grubbs检验法,定位出阶跃直线边缘求出线扩散函数;最后利用线扩散函数得到模糊半径。实验结果表明所提算法在模糊半径较小时能够精确快速地定位阶跃边缘,从而提高模糊半径的识别精度和识别效率。     

Kriging方法在输电线路气象环境建模中的应用

由于气象测点个数有限、分布不均匀且与线路走廊不一致,无法为研究灾害引发的线路故障及其防御技术提供精确的输电线路气象环境数据模型.为此,本文分析了Kriging空间插值方法的实现原理,应用Kriging插值方法实现对输电线路气象环境数据的网格化建模,并制定插值结果校验方法及评价标准,选取江苏省级电网可获取的996个气象测点2017年某日的温度数据,通过Kriging法进行网格化插值并对结果进行分析比较,验证了适用于该区域输电线路的温度数据网格化插值的Kriging半变异函数模型的选取过程.     

基于图像分解的图像修复技术

针对整体变分(TV)图像修复模型缺点,提出基于图像分解的修复模型。采用图像分解技术,提取图像的结构信息和纹理信息。将图像结构部分用基于TV的改进模型进行修复,避免TV模型在平滑区域产生阶梯效应。在迭代过程中,对图像的特征点与非特征点分别考虑,确保在修复过程中特征点不被模糊化,图像纹理部分采用改进的基于样本修复技术。Matlab仿真实验结果表明,改进算法的修复效果和峰值信噪比计算结果优于原始算法。     

带有超长方体约束的少数类样本生成机制

合成少数类过采样技术（SMOTE）是解决类不平衡问题的有效方法之一。但是,SMOTE的线性插值机制将合成样本限制在原始样本的连线上,导致新样本缺乏多样性,并且这条连线穿过多数类区域时可能会生成噪声样本。针对上述问题,提出一种带有超长方体约束的少数类样本生成机制。该机制使用超长方体作为新样本的生成区域来代替线性插值,以增加合成样本与原始样本的差异性。并通过检测超长方体内是否存在多数类样本来决定是否修正此超长方体,从而防止新合成样本落入多数类区域内。使用所提机制替换线性插值,并集成在SMOTE、Borderline-SMOTE和ADASYN三种过采样方法中,然后在KEEL的11个标准数据集上进行了实验评估。结果表明,相比于原始方法,集成后的方法能够帮助分类器取得更高的F1值和相当的G-mean。这说明超长方体生成机制能够显著改善分类器对少数类样本的识别能力,并且能够兼顾到多数类样本。     

Bspline approximation of circle arc and straight line for pocket machining

This article proposes a new method of 2D curve interpolation using non-uniform cubic B-splines particularly adapted to the interpolation of sequences of straight lines and circle arcs. The purpose of this method is to calculate C2 continuous curves adapted to high feedrate pocket machining. Industrially machined pockets usually present simple forms. Generally, the tool path is defined by circle arcs and line segments that introduce slowdowns during machining. Thus, a method for approximating a sequence of line segments and circle arcs using Bspline curves is proposed. The proposed method ensures exact line interpolation, to approach the tool path precisely, to reduce the number of control points and to avoid thickening and oscillation at the connections between line segments and circle arcs. Various applications are presented and numerous tests on machine tools allow the advantages of this method to be illustrated.     

一种色彩渐进的矿井监测数据三维可视化方法

针对矿井监测数据直观性不强、信息表达不完全的问题,提出一种基于色彩渐进插值的矿井监测数据三维可视化方法.将监测数据划分为若干层片,并转化成灰度值,利用色彩编码将灰度值映射到彩色空间,设计色彩渐进插值方法,对伪色彩图像中的相邻层片间进行平滑过渡处理.实验结果表明,该方法处理的矿井监测数据伪图像色彩渲染层次感强,色彩过渡平滑,有利于矿井监测数据的信息表达.     

A Minimum Cost Approach for Segmenting Networks of Lines

The extraction and interpretation of networks of lines from images yields important organizational information of the network under consideration. In this paper, a one-parameter algorithm for the extraction of line networks from images is presented. The parameter indicates the extracted saliency level from a hierarchical graph. Input for the algorithm is the domain specific knowledge of interconnection points. Graph morphological tools are used to extract the minimum cost graph which best segments the network.We give an extensive error analysis for the general case of line extraction. Our method is shown to be robust against gaps in lines, and against spurious vertices at lines, which we consider as the most prominent source of error in line detection. The method indicates detection confidence, thereby supporting error proof interpretation of the network functionality. The method is demonstrated to be applicable on a broad variety of line networks, including dashed lines. Hence, the proposed method yields a major step towards general line tracking algorithms.     

Smooth tool path generation for 5-axis machining of triangular mesh surface with nonzero genus

NC machining of a nonzero genus triangular mesh surface is being more widely confronted than before in the manufacturing field. At present, due to the complexity of geometry computation related to tool path generation, only one path pattern of iso-planar type is adopted in real machining of such surface. To improve significantly 5-axis machining of the nonzero genus mesh surface, it is necessary to develop a more efficient and robust tool path generation method. In this paper, a new method of generating spiral or contour-parallel tool path is proposed, which is inspired by the cylindrical helix or circle which are a set of parallel lines on the rectangular region obtained by unwrapping the cylinder. According to this idea, the effective data structure and algorithm are first designed to transform a nonzero genus surface into a genus-0 surface such that the conformal map method can be used to build the bidirectional mapping between the genus-0 surface and the rectangular region. In this rectangular region, the issues of spiral or contour-parallel tool path generation fall into the category of simple straight path planning. Accordingly, the formula for calculating the parameter increment for the guide line is derived by the difference scheme on the mesh surface and an accuracy improvement method is proposed based on the edge curve interpolation for determining the cutter contact (CC) point. These guarantee that the generated tool path can meet nicely the machining requirement. To improve further the kinematic and dynamic performance of 5-axis machine tool, a method for optimizing tool orientation is also preliminarily investigated. Finally, the experiments are performed to demonstrate the proposed method and show that it can generate nicely the spiral tool path or contour-parallel tool path on the nonzero genus mesh surface and also can guarantee the smooth change of tool orientation.